《【前沿科技】干货!21种污水处理中常见污染物的来源及处理方法!》

  • 来源专题:水体污染治理
  • 编译者: 王阳
  • 发布时间:2019-04-10
  • 废水中各种污染物众多,重金属污染物,微生物污染物等来源也比较广泛,都是如何处理的呢?接下来跟着小编,一起来看看这21种常见污染物的来源以及污水处理方法。

    1、耗氧有机物(易生化)

    污水中耗氧有机物(易生化)主要有腐植酸、蛋白质、酯类、糖类、氨基酸等化合物,这些物质以悬浮或溶解状态存在于废水中。在微生物的作用下,这些有机物可以分解为简单的CO2等无机物,但因为在天然水体中分解时需要消耗水中的溶解氧,因而称为耗氧有机物。

    含有这些物质的污水一旦进入水体,会引起溶解氧含量降低进而导致水体变黑变臭。生活污水和食品、造纸、石油化工、化纤、制药、印染等企业排放的工业废水都含有大量的耗氧有机物。

    据统计,我国造纸业排放的耗氧有机物约占工业废水排放总量的1/4,城市污水的有机物浓度不高,但因水量较大,城市污水排放的耗氧有机物总量也很大。污水二级生物处理要重点解决的问题就是将这些物质的绝大部分从污水中去除掉。

    耗氧有机物成分复杂分别测定其中各种胶有机物的浓度相当困难,实际工作中常用cODCr、BOD5、TOC、TOD等指标来表示。一般来说上述指标值越高,消耗水中的溶解氧越多,水质越差。自然水体中BOD5低于3mg/L时,水质良好达到7.5 mg/L时,水质已较差超过10mg/L,表明水质已经很差其中的溶解氧已接近于零。

    易降解有机物利用生化法就可以去除,有推流式活性污泥法(例如曝气池),序批式活性污泥法(例如SBR、CASS工艺)、生物膜或者MBR等。

    2、难生物降解有机物

    难生物降解有机物指的是不能被未驯化的活性污泥所降解,而经过一定时间驯化后能在某种程度上降解的有机化合物。废水中的一些有毒大分子(以有机氯化物、有机磷农药、有机重金属化合物、芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物)都属于难以被微生物降解的有机物,还有一些根本不能被微生物降解的可称为惰性有机物。

    对含有这类有机物的废水应采取培养特种微生物等形式对其进行单独处理,或对其采用厌氧等特殊工艺处理使其部分CODCr转化为BOD5、提高可生化性然后再混合其他污水一起进行二级生物处理。

    3、有机氮和氨氮

    有机氮主要以蛋白质形式存在,还有尿素、胞壁酸、脂肪胺、尿酸和有机碱等含氨基和不含氨基的化合物,有些有机氮如果胶、甲壳质和季胺化合物等很难生物降解。生产或以这些有机氮为原料的工业排放的废水中会含有这些有机氮。

    钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等行业排放含有氨氮的工业废水,皮革、动物排泻物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有氮的脱氨基反应在废水贮存或在排水管道中驻留一段时间后氨氮的浓度会迅速增加。

    对有机氮工业废水可采用生物法处理,在微生物去除有机碳的同时,高级氧化通过生物同化及生物矿化作用将废水中的有氮转化为氨氮。氨氮废水的处理方法有汽提、空气吹脱、离子交换、活性炭吸附、生物硝化和反硝化等。

    4、磷和有机磷

    生活污水中磷的主要来源是含磷洗涤产品的使用、人类排泄物、生活垃圾,洗涤产品主要采用磷酸钠和聚合磷酸钠,洗涤剂中的磷随污水流入水体。工业废水是造成水体中磷超标的主要因素之一,具有污染物浓度高、污染物种类多、难降解、成分复杂等特点。若工业废水未经处理直接排放会对水体造成巨大冲击,对环境和居民健康造成不良影响。

    磷的去除一般有利用聚磷菌的生化法(AO、A2O、氧化沟等)和化学除磷(PAC、PFS等),而工业污水中有部分的次磷及有机磷,必须用到高级氧化预处理之后才能正常除磷。

    5、酸碱废水

    高浓度含酸含碱废水来源很广,化工、化纤、制酸、电镀、炼油以及金属加工厂、酸洗车间等都会排出酸性废水。有的废水含有无机酸如硫酸、盐酸等,有的则含有蚁酸、醋酸等有机酸,有的则兼而有之。

    废水含酸浓度差别很大,从小于1%到10%以上都有。造纸、印染、制革、金属加工等生产过程会排出碱性废水,大多数情况下含有无机碱,也有含有机碱。某些废水的含碱浓度最高可达百分之几。废水中除含有酸、碱外,还可能含有酸式盐和碱式盐,以及其他酸性或碱性的无机物和有机物等物质。

    将含有酸碱的废水随意排放不仅会对环境造成污染和破坏而且也是一种资源的浪费。因此对酸、碱废水首先考虑回收和综合利用。

    当酸、碱废水浓度较高时,例如含酸废水含酸量达到4%以上、含碱废水含碱量达到2%以上时,就存在回收和综合利用的可能性,可用来制造硫酸亚铁、石膏、化肥,也可以回用或供其他工厂使用。浓度低于4%的酸性废水和浓度低于2%的碱性废水由于回收利用意义不大,会进行中和处理。

    6、油类污染物

    高浓度含油废水的主要工业来源是石油工业、石油化工工业、纺织工业、金属加工业和食品加工业。石油开采、炼制、储存、运输或使用石油制品的过程中均会产生含有石油类污染物;而废水肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理等过程排放的废水中也都含有油或油脂。

    一般的生活污水中油脂占总有机质的10%左右,每人每天产生的油脂约15g左右。废水中所含的油类除了重焦油的相对密度可达1.1以上外,其余都小于1,故污水处理含油废水的重点就是去除其中相对密度小于1的油类。

    废水中油类污染物的种类按存在形式可划分为5种物理形态。

    (1)游离态油静止时能迅速上升到液面形成油膜或油层的浮油,这种油珠的粒径较大一般大于100μm约占废水中油类总量的60%—80%。

    (2)机械分散态油,油珠粒径一般为10μm-100μm的细微油滴,在废水中的稳定性不高,静置一段时间后往往可以相互结合形成浮油。

    (3)乳化态油油珠,粒径小于10μm一般为0.1-2μm,这种油滴具有高度的化学稳定性,往往会因水中含有表面活性剂而成为稳定的乳化液。

    (4)溶解态油极细微分散的油珠,油珠粒径比微电解乳化油还小,有的可小到几个nm,也就是化学概念上真正溶解于废水中的油。

    (5)固体附着油,吸附于废水中固体颗粒表面的油珠。

    废水中的油类存在形式不同、处理的程度不同采用的处理方法和装置也不同。常用的油水分离方法有隔油池、普通除油罐、混凝除油罐、粗粒化聚结除油法、气浮除油法等。

    7、致病微生物

    一般认为,废水中的致病微生物有细菌、病毒、立克次氏体、原生动物和真菌五种。立克次氏体介于细菌和病毒之间,一些微生物学家把以致梅毒体为代表的致病螺旋体归纳为第六种致病微生物,而螺旋体介于细菌和原生动物之间。有些高于原生动物的微生物,如线虫也能致病。生活污水及屠宰、生物制品、医院、制革、洗毛等工业废水中常含有这些能传染各种疾病的致病微生物。

    对致病病原体较为集中和含量较大的污水最好进行单独消毒处理,然后再和其他污水一起进行二级生化处理,这样可以减少消毒剂的消耗量。因为病原体在水中的存活时间较长,有的病毒和寄生虫卵用一般的消毒方法难以杀死。

    消毒杀菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法、石灰处理、紫外线照射、加热处理、超声波等,另外超滤处理也可以除去水中大部分的细菌。就细菌、病毒的去除而言,臭氧氧化、紫外线照射等方法效果很好,但处理后的水中没有类似余氯的剩余消毒剂,无法防止微生物的再繁殖,通常需要在处理后再补充加氯处理。

    8、硝酸盐和亚硝酸盐

    微电解填料化肥制造、钢铁生产、火药制造、饲料生产、肉类加工、电子元件及核燃料生产等工业排放的废水中,含有高浓度的硝酸盐和亚硝酸盐。某些含有有机氮或氨氮的工业废水起初也许不含这些,但对这些废水进行好氧生物处理时,就有可能转化成硝酸盐或亚硝酸盐。

    亚硝酸盐是氮循环的中间产物,在水中的稳定性很差,在有氧和微生物的作用下可被氧化成硝酸盐,在缺氧或无氧条件下可以被还原为氨。因此在清洁的水体中,亚硝酸盐的含量很低。含氮有机物无机化分解最终阶段的代表产物是硝酸盐,因此当水中的氮主要以硝酸盐形式为主时,表明水中含氮有机物含量已很少,水体已达到自净。

    如果水中含有较多的硝酸盐而又含其他各种含氮化合物时,表明水体的自净过程正在进行或水体正在受到硝酸盐废水的污染。同时测定体中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等三种无机氮并结合有机氮和总氮的分析化验结果,可以分析水体受含氮化合物污染的程度和自净状况。

    同样可以利用这些氮化物的分析结果,判断污水处理的效果,并指导调整脱氮工艺的运行。亚硝酸盐在胃里可与仲铵作用形成强致癌物,硝酸盐在人体内可以还原为亚硝酸盐 所以饮用硝酸盐浓度较高的水对人体健康也有危害。儿童饮用高硝酸盐含量的饮水会使血液中变性血红蛋白增加而出现中毒。

    因此国家有关标准对水体中硝酸盐浓度做了规定,其中饮用水卫生标准规定最高允许浓度为20mg/L以N计,地表水质量标准GB 3838-2002规定集中式生活饮用水地表水源的硝酸盐最高允许浓度为10mg/L 以N计。

    处理含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水的常规方法是微电解填料生物反硝化脱氮。对于少量的含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水还可以采用电渗析、反渗透、离子交换等方法。

    9、氟化物

    含氟产品的制造、焦炭生产、电子元件生产、电镀、玻璃,和硅酸盐生产、钢铁和铝的制造、金属加工、木材防腐及农药化肥生产等过程中,都会排放含有氟化物的工业废水。

    含氟化物废水的处理方法可分为沉淀法和吸附法两大类。沉淀法适于处理氟化物含量较高的工业废水,但沉淀法处理不彻底往往需要二级处理,处理所需的化学药剂有石灰、明矾、白云石等。吸附法适于处理氟化物含量较低的工业废水或经沉淀处理处理后,氟化物浓度仍旧不能符合有关规定的废水。

    10、硫化物

    炼油、纺织、印染、焦炭、煤气、纸浆、制革及多种化工原料的生产过程中,都会排含有硫化物的工业废水,含有硫酸盐的废水在厌氧条件下也可以还原产生硫化物成为含有硫化物的废水。

    含硫化物废水的处理方法有将硫化物转化为硫化盐进行絮凝沉淀和将硫化物转化为硫化氢汽提两类。

    11、氰化物

    自然水体中一般不含氰化物,如果发现水体中存在氰化氢那一定是人类活动所引起的。

    水中氰化物的主要来源为工业污染。氰化物和氰氢酸是广泛应用的工业原料,采矿提炼、摄影冲印、电镀、金属表面处理、焦炉、煤气、染料、制革、塑料、合成纤维及工业气体洗涤等行业都排放含氰废水。另外石油的催化裂化和焦化过程也会排放含氰废水,其中电镀工业是排放含氰废水最多的行业。

    常用的处理方法是氯氧化法、臭氧氧化法和电解氧化法。处理含氰污水时通常加入一定量的氧化剂次氯酸钠,首先使其转化为氯化氰再水解为氰酸盐,然后在碱性条件下被氧化成二氧化碳和氮在酸性条件下转变为铵盐。

    12、酚

    炼油、化工、炸药、树脂、焦化等行业会排放含酚废水,其中以土法炼焦排放的废水中含酚浓度最高,另外机械维修、铸造、造纸、纺织、陶瓷、煤制气等行业也放大量的含酚废水。

    高含酚废水的处理方法有萃取、活性炭吸附和焚烧等。

    中浓含水的处理方法有生物法、活性炭吸附法和化学氧化法等。

    低浓度含酚废水也可用臭氧氧化或活性炭吸附等方法处理。

    13、银

    银是一种贵重金属呈银白色。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银,这也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀、以及油墨制造等行业,含银废水的主要来源是电镀业和照相业。

    从废水中除去银的基本方法有沉淀法、离子交换法、还原取代法和电解回收法四种,吸附法、反渗透法和电渗析法也有被采用的。因为从废水回收银的经济价值较高,因此为了达到高回收率,常联合运用多种方法,比如含银较多的电镀废水可通过离子交换、蒸发或电解还原得到较完全的回收。

    14、镍

    微电解镍是一种银白色的金属,有很好的延展性和高度磁性。废水中的镍主要以二价离子存在,比如说硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。

    含镍废水的工业来源很多,其中主要是电镀业,此外采矿、冶金、机器制造、化学、仪表、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、铸铁厂、汽车,和飞机制造业、印刷、墨水、陶瓷、玻璃等行业排放的废水中也含有镍。

    处理含镍废水的方法有微电石灰沉淀或硫化物沉淀法、离子交换法、反渗透法、蒸发回收法等。

    15、铅

    纯铅呈灰白色是工业上使用最广泛的有色金属之一,常被用作为原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料、涂料、铅玻璃、炸药、火柴等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水铅浓度最高,电镀业倾倒电镀废液产生的废水铅浓度也很高。

    处理含铅废水的常用方法有沉淀法、混凝法、吸附法、电偶铁氧化法等。

    16、铬

    纯铬是一种呈钢灰色的耐腐蚀金属硬度较大。随着工业的发展铬及其化合物的应用日益广泛,含铬废水的排放量随之日益增加。含铬系列缓蚀剂是循环冷却系统非常有效的药剂之一,曾经得到大规模应用。

    油墨、染料及油漆颜料的制造及铬法制革、电镀、铝阳极化处理和其他金属的清洗等工业都离不开铬化合物,铬化合物还可作为木材的防火剂和阻火剂。这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不同的铬,铬在水中以六价(CrO42-)和三价(CrO2-)离子形态存在,工业废水中主要以六价形态存在。

    含铬废水的处理方法是先将六价铬还原成三价铬,再使三价铬生成氢氧化物沉淀后去除。对于高浓度含铬废水蒸发回收是一种高浓度有机废水,在技术和经济上均可行的方法,离子交换法可以将含铬废水的排放浓度降到较低的水平。

    17、汞

    汞又称水银,是一种银白色的液体金属具有升华性质。由于汞具有一些特殊的物理化学性质因此被广泛应用于氯碱、电子、石化、化工、冶炼、仪表、造纸、炸药、农药、纺织、印染、化肥、电器、制药、油漆、毛皮加工等工业的生产过程中。例如在化工和石油化工业中,汞被用作塑料生产及加氢、脱氢、磺化等反应的催化剂,这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不等的汞。

    处理含汞废水的常用方法有硫化物沉淀法、微电解离子交换法、吸附混凝法、还原过滤法、活性炭吸附法及微生物浓集法等。

    18、有机氯

    有机氯化合物包括氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃及有机氯杀虫剂等,其中对环境影响较大的是有机氯杀虫剂和多氯联苯,主要来自农药、染料、塑料、合成橡胶、化工、化纤等工业排放的废水中。

    有机氯废水主要用焚烧法处理,焚烧产物为氯化氢和二氧化碳,为回收和处理焚烧产生的氯化氢,焚烧的具体方法有焚烧-烟气碱中和法、焚烧-回收无水氯化氢法和焚烧-烟气回收盐酸法。

    19、苯并芘

    苯并芘,简称BaP,是多环芳烃PAH中具有代表性的强致癌稠环芳烃。自然水中BaP的来源可分为人为源和天然源两种,前者主要来自于有机物的不完全燃烧,后者主要来自自然规律的生物合成。因此,在有有机物的不完全燃烧的行业,比如说炼油、焦化、等工业废水及氨厂、机砖厂、机场等排放的废水中不同程度地存在BaP。

    BaP虽然毒性较大但去除相对简单和容易,臭氧、液氯、二氧化氯的高级氧化作用和活性炭吸附、絮凝沉淀及活性污泥法处理,均能有效去除废水中的BaP。

    20、镉

    镉是一种灰白色的金属,自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好,而且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的镉用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业,含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、油漆、合金、陶瓷与无机颜料制造、电镀、纺织印染等工业的生产过程中。

    含镉废水处理方法有氢氧化物或硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法、氧化还原法、铁氧化体法、膜分离法和生化法等,对于高浓度或经过离子交换后浓缩的含镉废水,电解及蒸发回收法也是一种切实可行的方法。

    21、砷

    砷呈灰色金属光泽,不溶于水,但有多种含砷化合物易溶于水。无机砷主要以亚砷酸离子和砷酸离子的形式存在于水中,在存在溶解氧的条件下,亚砷酸可以被氧化成毒性较低的砷酸盐。砷酸和砷酸盐存在于冶金、玻璃仪器、陶瓷、皮革、化工、肥料、石油炼制、合金、硫酸、皮毛、染料和农药等行业的工业废水中。

    砷的常规处理方法有石灰或硫化物沉淀,或者用铁或铝的氢氧化物共沉淀,废水处理传统的絮凝过程也可以有效去除废水中的砷,另外利用活性炭或矾土的吸附以及离子交换,对废水中砷的去除也取得了不同程度上的成功。

    近年来,利用生化法处理含砷废水的研究已取得了进展,实验证明活性污泥法对砷的去除极为迅速,在0.5小时内可以去除总量的80%左右,在1~2小时左右达到平衡状态,即砷与污泥短时间接触后就有大量的去除效果。不过,活性污泥对低浓度砷的去除率明显高于对高浓度砷的去除率,这也说明污泥对砷的去除能力也是有限的。

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    • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2020-12-07
    • 北极星水处理网讯:污水处理的需求是伴随着城市的诞生而产生的。城市污水处理技术,历经数百年变迁,从最初的一级处理发展到现在的三级处理,从简单的消毒沉淀到有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用。污水处理的的每一次发展与进步都为人类的发展进步提供了必不可少的动力。而我国随着国民经济的高速发展和改革开放的不断深入,城市生产力不断提升,城市人口数量也不断增加,未来我国污水排放量也将随之增大,因此,对于污水处理的需求也必将进一步扩大今天在这里小编特地编辑整理了我国水污染处理的发展简史以及行业现状。 早期行业发展阶段 我国最早的污水处理历史是从二十世纪二十年代开始,1923年建成的上海北区污水处理厂的建立拉开的中国近代污水处理的序幕。 上海北区污水处理厂是中国第一座城市污水处理厂,该厂占地0.84公顷,日处理能力为3500立方米,尾水排入沙泾港。此后几年,东区污水处理厂和西区污水处理厂相继建成,日处理量分别为1.7万立方米和1.5万立方米,处理后尾水分别排入黄浦江和苏州河。但是在此之后中国再无新的污水厂建立而且排水管道建设也很少。到1949年,全国排水管道总长度仅为6034千米,各地主要靠明渠或河道排处雨污水。 初步发展阶段 1949年建国以后,中国的污水处理行业经历了初步的发展,主要集中于脏乱差的老城区污水收集管道建设,污水截留,城市黑臭河湖整治改造等。著名的综合整治工程有北京龙须沟、天津赤龙河和四通河、上海肇家滨、南京秦淮河、武汉黄孝河等。与此同时在此期间中国还建设或开始建设了一批一级污水处理厂。如北京高碑店一级污水处理厂,日处理规模可达40万立方米。但是于此同时国内的污水处理技术依旧停留在较初级的阶段,多利用水体的自净或者较初级的水处理方式,没有把污水处理作为城市发展的一项重要内容,在技术上也没有较大的发展,仍处在相对比较落后的状况下。 污水土地利用改造阶段 从十九世纪六十年代开始,由于工农业的进一步发展污水农业灌溉的观念得到发展,此时污水污染程度较低许多缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广如北京东南郊污水灌溉区、天津武宝宁污水灌溉区等。在1980年直接利用污水灌溉的农田更是达到133.3万公顷。极高的提高了我国农业水资源的利用效率,有效的缓解了当时水资源短缺和污水污染的问题。1957年,当时的建工部与农业部及卫生等部门把污水灌溉列入了国家科研计划。60年代,有关部门还曾在北京高碑店污水处理厂召开了“亚、非、拉国际污水灌溉研讨会”。鉴于污水灌溉的风险,1972年,国家在石家庄召开的全国污水灌溉会议,提出了“积极慎重”的污灌方针,并制定了污水灌溉暂行水质标准,以应对污水灌溉的风险。 全面发展阶段 随着改革开放的开始中国开始日益重视污水处理行业的发展,1979年9月我国第一部环境法(简称《环保法》)诞生,这标志着污水处理正式处于法律法规的管理之下。《环保法》明确规定了我国几种基本环境制度,如环境影响评价、“三同时”和排污收费制度等。1982年“六五”计划正式把“加强环境保护,遏制环境污染的进一步加重”定为国家发展的十项基本任务之一。1984年全国人大常委会审议通过《水污染防治法》。国家在环境保护、污水处理领域的政策日趋完善。这一时期,我国污水处理行业开始与国际接轨,并实现快速发展。 快速发展阶段 进入21世纪以来,国家全面加大了水污染治理力度。2002年出台了首个城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918),该标准的实施,有力促进了国内城镇污水处理业的快速发展。 同时,国家陆续将淮河、海河、辽河和太湖、巢湖、滇池(三河三湖),松花江流域、三峡库区及上游(一江一库),以及南水北调水源地及沿线等流域列为国家重点水污染防治地区,这些流域内的污水处理厂得以迅速建设。 另一方面,国家在“十一五”期间开始实施了“节能减排”战略,提出在“十一五”末期将化学需氧量(COD)总排放量在“十五”末的基础上降低10%,并将减排指标层层落实到各省、市、县。为完成国家下达的减排指标,各地纷纷采取措施,加速建设污水处理厂,全国污水处理步入高速发展状态。 到2010年底,全国设市城市和县城共建成2842座城镇污水处理厂,总处理能力为1.28亿立方米/日。全国有1034个县的城关镇建成了污水处理厂,占县城总数的63.2%,16个省(自治区或直辖市)实现了“每个县(市)建有污水处理厂”的目标。 2010年,全国污水实际总处理量343.7亿立方米,日均处理量1.01亿立方米,负荷率78.78%。全年COD消减量921万吨,BOD消减量395万吨,氨氮消减量70.4万吨,总氮消减量57.6万吨,总磷消减量10.5万吨,产生了巨大的环境效益。“十一五”期间,中国污水处理能力平均以20%以上的速度高速增加,创造了污水处理的世界最快建设速度。 十八大以来生态文明建设被提高到空前的政治高度,推动了我国的环境政策发展迈上新台阶。为切实加大水污染防治力度,保障国家水安全,多项政策法规相继出台。2014年制定出台“最严环保法”;2015年,中央政治局常务委员会会议审议通过《水污染防治行动计划》简称“水十条”;2016年,中共中央政治局审议通过《长江经济带发展规划纲要》,长江生态保护上升到国家战略高度;2019年9月,习近平总书记提出黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略;2019年4月,住建部、生态环境部、发改委联合印发《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》。 污水处理行业现状分析 1、污水年排放量增加 近几年,我国我国的污水排放总量持续增长。2014年中国城市污水年排放量445.34亿平方米,2018年增至521.12亿平方米。 数据来源:住建部、中商产业研究院整理 2、"污水处理厂数量增多 目前我国工业废水排出以后基本进入城市污水管道,在城市污水处理厂进行处理。据《2018年城市建设统计年鉴》,2014年污水处理厂数量1807座,2016年污水处理厂突破2000座,2018年污水处理厂数量进一步增加达到2321座。 3、污水处理厂处理能力提高 “十二五”以来,我国明确将节能环保产业作为战略新兴产业,政府密集出台各项环保政策(如“水十条”),我国污水处理规模已具备一定规模,水污染治理能力效果显着。我国污水处理能力不断增强。2014年我国污水处理厂处理能力13087万立方米/日,2018年处理能力提升至16881万立方米/日。 数据来源:住建部、中商产业研究院整理 4、污水年处理量增加 随着污水处理厂数量增加,污水处理能力提升,我国污水年处理量大幅提升。2014年污水年处理量401.62亿立方米,2018年逼近500亿立方米。 目前,我国水处理已经形成完整的产业链,形成了成熟的污水处理工艺,污水处理率持续提升。2014年污水处理率90.18%,2018年达到95.49%。随着污水处理技术进步,预计我国污水处理率将进一步提升。 5、我国污水处理区域发展不平衡 由于我国东部沿海等经济发达地区,地方政府的财政实力相对较强,人民群众收入水平较高,对环境保护和清洁环境的需求较大。经济发达地区的人口集聚功能强,人口较为密集,城镇化水平较高,也更适宜于规模化污水处理设施的建设和运营。因此,我国东部沿海等经济发达地区的污水处理设施建设较为健全,污水处理行业发展相对较快。 中西部经济较为落后的地区,由于财政综合实力有限、人口较为分散等原因,污水处理设施建设仍十分落后。 污水处理行业发展趋势 1、智慧水务市场潜力亟待释放 智慧水务将海量水务信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。随着物联网、大数据、云计算及移动互联网等新技术不断融入传统行业的各个环节,新兴技术和智能工业的不断融合,智慧水务行业发展具有明显的前景。 2、农村污水处理成蓝海 由于农村经济条件限制以及居民环境保护意识的缺乏,许多村庄缺乏完善的污水收集系统,直排现象普遍。同时行政村污水垃圾治理相对缓慢,与城市、县城相比,污水垃圾等环境基础设施严重滞后。 因此,城镇污水处理市场已趋于饱和,而村镇污水处理市场呈现一片蓝海。经测算,到2020年农村水环境治理剩余市场空间将超1298亿,长期市场则高达万亿体量。 3、污水资源化带来新机遇 《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》提出缺水地区、水环境敏感区域,要结合水资源禀赋、水环境保护目标和技术经济条件,开展污水处理厂提升改造,积极推动污水资源化利用,推广再生水用于市政杂用、工业用水和生态补水等。 截至2018年,全国再生水生产能力3578万立方米/日,利用率 15.98%,距《国家节水行动方案》目标到2020年20%、2022年22%存在较大差距。若2025年再生水利用率达到25%,预计“十四五”期间新增5023万立方米/日,新增再生水投资约528亿~891亿。
  • 《【前沿科技】水环境中新兴污染物三氯蔗糖的研究进展》

    • 来源专题:水体污染治理
    • 编译者:王阳
    • 发布时间:2019-04-10
    • 摘要:人工甜味剂——三氯蔗糖(sucralose,SUC)是一种应用广泛的食品添加剂,因其在水环境中被广泛检出,且具有高极性、持久性等特点,被US EPA(美国环境保护局)列为新兴污染物(emerging contaminant,EC),相关检测、降解及毒理学研究逐渐增多.在比较了水环境中微量三氯蔗糖检测方法,总结了其在各地水环境中检出情况的基础上,重点阐述水处理工艺中三氯蔗糖的控制及转化.研究表明:固相萃取-液质联用(SPE-LC/MS)是检测水环境中人工甜味剂最常用的方法,可实现痕量三氯蔗糖的准确定性和定量,检测限低至几ng/L.以生物处理为主的污水处理工艺对三氯蔗糖降解效果甚微,大部分三氯蔗糖随排放进入水环境,继而进入饮用水处理及供水系统.欧美地区污水及地表水环境中三氯蔗糖检出浓度约为几至几十μg/L,饮用水中约为几百ng/L,国内水环境中检出水平与之相当,但资料数据相对匮乏。饮用水常规处理工艺对三氯蔗糖几乎没有控制效果,实际处理系统中氯和臭氧等氧化工艺控制效果甚微。试验研究中以产生羟基自由基、硫酸自由基等为主的高级氧化工艺可有效降解三氯蔗糖,但由于成本高,操作条件限制等难以大规模应用,此外三氯蔗糖降解过程中可能产生有害副产物。我国已经成为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂生产及使用规模大,理论上国内存在水环境污染范围广、污染水平高的分布特征,是水源中不容忽视的一类微量有机污染物。目前国内净水厂推广应用以臭氧为主的深度处理工艺,但三氯蔗糖在该工艺中因不完全降解可能导致多种含氯或脱氯产物的产生,对饮用水供水安全具有潜在威胁。 人工甜味剂(artificial sweeteners, ASs)也称为人工代糖、低卡路里甜味剂(non-caloric artificial sweeteners, NAS),为人工合成或半合成物质,广泛地应用于食品、饮料、药物、个人护理产品及动物饲料中。各类甜味剂的甜味强度和稳定性差异较大,主要归因于不同的化学结构。依据化学结构,人工甜味剂可分为卤代衍生类三氯蔗糖(sucralose, SUC);二肽类阿斯巴甜(aspartame, ASP)、纽甜(neotame, NEO)和阿力甜(alitame, ALI);磺胺类安赛蜜(acesulfame-K, ACE)、甜蜜素(cyclamate, CYC)和糖精(sacin, SAC)等。其中,三氯蔗糖是蔗糖分子中3个羟基被氯原子选择性取代而生成的氯化二糖,结构与蔗糖类似,比糖甜600~800倍,且非常稳定。三氯蔗糖是目前消耗量最多、最流行的人工甜味剂之一,自1998年通过US FDA (美国食品和药物管理局)许可以来,美国每年消耗量超过1 500 t,欧洲约为400 t。我国于1999年批准了三氯蔗糖的使用,2012年估算消耗量为400 t左右.近年来,由于三氯蔗糖在水环境中的普遍检出及显著的持久性[2-6],被US EPA(美国环境保护局)宣布为污水中的新兴污染物(emerging contaminant, EC)。 针对水环境中人工甜味剂类新兴污染物的研究起步相对较晚,有关其污染现状、转移及生态毒理等方面的报道相对较少,2009年之后呈迅速增加趋势.利用其持久性及人工合成特征,将三氯蔗糖作为示踪物质判断地下水是否受到污染的研究较多。实际上,三氯蔗糖在水环境中普遍存在且检出浓度较高.目前我国为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂使用规模大,理论上该物质在国内水环境中的分布可能具有污染范围广、污染水平高的特征。三氯蔗糖在以生物处理为主的污水处理系统中去除效果甚微,大部分随排放进入地表水等环境中。饮用水中常规工艺对三氯蔗糖几乎没有去除能力,深度处理工艺,如氧化或高级氧化等,可部分或有效降解三氯蔗糖,但三氯蔗糖降解后脱氯或部分脱氯衍生产物的潜在的环境及健康危害仍处于未知和探索阶段。 该研究结合课题组在污染物检测方面的工作及国内外相关研究成果,综述了水环境中三氯蔗糖的检测、分布及毒理等方面的最新研究进展,探讨了三氯蔗糖在水处理工艺中的降解情况,以期为环境领域、饮用水处理领域三氯蔗糖的相关研究提供基础数据资料。 1 水环境中微量三氯蔗糖的检测 1.1 三氯蔗糖的物理化学特性 三氯蔗糖被发现于1976年,为蔗糖分子中的3个羟基经氯原子取代的氯代有机物,具有最接近蔗糖的甜味.我国GB 2760—2011《食品添加剂使用卫生标准》规定三氯蔗糖作为甜味剂可在调味乳、糖果、果酱和冷冻饮品等食品中限量使用。 1.2 水环境中微量三氯蔗糖的检测方法 三氯蔗糖较为成熟的测试方法包括高效液相色谱法、傅里叶变换拉曼光谱法、气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱联用法等.三氯蔗糖在水环境中存在水平低,多为微量乃至痕量,受基体复杂成分干扰较大,因此环境样品分析比食品分析检测难度更大,定量更困难。 水中微量三氯蔗糖可用气相色谱(FID检测器)与气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定,但需要对其进行硅烷衍生化,预处理方法繁琐,检测限较高,可通过固相萃取富集降至68 ng/L。薄层色谱-紫外/可见/荧光分光光度法也可分析水中微量三氯蔗糖,样品经色谱分离后,可采用2-萘酚-硫酸、苯胺-二苯胺-邻磷酸或4-氨基苯甲酸-乙酸3种试剂进行柱后衍生,分别通过波长505和400 nm的吸光度及UV366 nm/>400 nm激发的荧光特性对三氯蔗糖进行定量分析,仪器检测限偏高,约为几十μg/L。 离子色谱和液相色谱不需要衍生化即可实现水中三氯蔗糖的快速、高效分离,结合串联质谱可实现水中微量三氯蔗糖的准确定性和定量.离子色谱的优点在于NaOH流动相可促进三氯蔗糖的离子化,提高质谱分析效率。 液相色谱-质谱联用是水环境样品中三氯蔗糖检测最普遍应用的方法,其中电喷雾负离子模式ESI(-)最为常用。三氯蔗糖的三氯结构具有给电子能力,在负离子条件下容易离子化形成[M-H]-,精确质量数为m/z(395.007 3),经MS-MS后产生特征碎片离子m/z(359.030 6),负离子模式多反应监测模式(MRM)灵敏度比较低,三氯蔗糖的最低检测限约为几μg/L。优化MS-MS条件得到m/z(359)和m/z(35)作为多反应检测扫描特征碎片可提高检测限至200 ng/L,但由于m/z(35)碎片离子在环境样品中广泛存在,因此选择性不高,即使考虑同位素A+2,仍存在此缺陷,可能导致定性误差。三氯蔗糖也可以通过钠添加的正离子模式离子化产生[M-Na]+,为少数可通过电子迁移将钠保留在碎片中的物质,质量数为m/z(419.004 0),经MS-MS后产生特征碎片离子分别为m/z(221.018 7)和m/z(238.984 8),MRM模式下检测限可达300 ng/L。但加钠正离子模式中盐的投加会影响到离子化效率,且离子源中Na+浓度不稳定易导致定量信号重复性变差.从液质联用仪器种类来看,飞行时间质谱(TOF)扫描所有的离子碎片,因此正离子模式和负离子模式灵敏度相近。飞行时间质谱与三重四级杆液相色谱质谱系统相比,具有相似的碎片,负电离条件下信号强度类似,但在正离子模式条件下后者的灵敏度比前者高很多,主要原因在于飞行时间质谱进行全谱扫描,降低了灵敏度。建议检测未知环境样品中三氯蔗糖,采用飞行时间液质联用正离子模式获得足够碎片确保三氯蔗糖的定性准确;当需要检测环境中低质量浓度三氯蔗糖时,采用三重四级杆正离子模式保证足够的灵敏度。 在水环境中ρ(三氯蔗糖)大多低于几μg/L,液质联用等仪器检测限不能满足直接定量的需求,通常采用HLB型吸附或交换材料,通过固相萃取对目标物进行预处理,富集倍数为50~1 000。预处理过程导致检测成本增加,且耗时费力,随着分析技术的发展及研究人员的探索,水环境中微量三氯蔗糖的检测正不断地向快速、准确的方向发展. WU等采用大体积直接进样500 μL(通常进样量20 μL)结合甲酸附加的负离子模式将检测限降至5 ng/L,与加氢负离子模式下三氯蔗糖的检测灵敏度相比提高了20倍。 2 三氯蔗糖的毒理学研究及其全球水环境中分布特征 2.1 三氯蔗糖的毒理学研究 人工甜味剂的使用已有近百年历史,不可否认,其在替代蔗糖等天然甜味剂的过程中减少了糖尿病患者和过度肥胖人群对糖类等营养物质的摄入,还可预防龋齿.但有关人工甜味剂安全性的探讨和争议从未中断,有观点指出,三氯蔗糖由于糖苷键的结合方向导致其无法被人体代谢,95%以上的三氯蔗糖会随人类排泄物排出体内,因而对人体无不良影响。另有学者指出,尽管三氯蔗糖本身不具有毒性,但它进入人体消化系统后可能干预肠内细菌和消化酶而导致肠炎症(inflammatory bowel disease, IBD).后续又有研究认为,三氯蔗糖可触发肠道接收功能紊乱导致其对葡萄糖吸收的增加,不利于糖尿病等患者的健康。2014年Nature发表了Suez等有关人工甜味剂(包括糖精和三氯蔗糖)小鼠及人体试验研究成果,指出在US FDA规定每日允许摄入量上限条件下,人工甜味剂可通过改变肠道菌群诱导葡萄糖耐受不良,这一发现说明食用人工甜味剂可能存在一定的风险。 2.2 三氯蔗糖的环境影响研究 一些学者展开了三氯蔗糖对甲壳类动物、植物和鲤鱼等环境生物的影响研究,从水生态毒性角度得到结论,认为三氯蔗糖的生物富集作用低,急性/慢性毒性几乎可以忽略。 Soh等发现,浮萍(Lemna gibba)子叶对养分的吸收、湿质量和生长速率没有受到三氯蔗糖的影响,对植物无毒性作用. Lillicrap等[34]从生物富集的角度评价了三氯蔗糖的风险,通过48 h的静态暴露系统试验确定水蚤(Daphnia magna)的生物富集因子(BCF)为1.6~2.2,淡水藻类(Pseudokirchneirella subcapita)和斑马鱼(Damio rerio)均小于1,认为三氯蔗糖在水生生物中基本不存在富集作用. Hjorth等发现随着ρ(三氯蔗糖)(0~50 000 ng/L)升高,北极哲水蚤(Calanus glacialis)的摄食速度提高,但飞马哲水蚤(Calanus finmarchicus)不受影响,2种水蚤的产卵均未受影响,认为这2个物种对三氯蔗糖影响的回应非常微弱。Wiklund等[36]报道了三氯蔗糖(0~5 000 μg/L)对甲壳类动物(Crustaceans)生理运动行为的影响,水蚤的游泳高度明显改变,游泳速度明显提高;钩虾捕食和归巢时间延长了. Huggett等确定了三氯蔗糖对试验生物大型水蚤(Daphnia magna)和糠虾(Mysid shrimp)的生存、生长和繁殖不产生影响的最低质量浓度分别为1 800和93 mg/L,然而在水环境中检出的ρ(三氯蔗糖)远低于该值,因此对水环境的生态影响不大。 然而另有学者发现,微量三氯蔗糖对水环境生态存在影响。 Amy-Sagers等[38]利用浮萍进行生态毒理学试验,发现0~15 μmol/L三氯蔗糖可增加叶片面积及光合能力,与人类不同,浮萍可以利用三氯蔗糖作为碳的供给体. Saucedo-Vence等将鲤鱼暴露于0.05和155 μg/L的三氯蔗糖中,暴露时间为12、24、48、72、96 h,鲤鱼的鳃、脑和肉中脂质过氧化作用(LPX)、氢过氧化物含量(HPC)、蛋白质羰基含量(PCC)均有所增长,鳃和鱼肉中抗氧化物酶活性发生了明显的改变. HU等发现,三氯蔗糖和安赛蜜的存在可降低水环境中的金属污染物镉和铜对斜生栅藻(S.obliquus)的生物毒性.水生生物的反常态行为不论是基于三氯蔗糖的毒性还是应激作用,均说明微量三氯蔗糖对水环境存在一定的影响,但影响趋势和程度有待于进一步考察。 2.3 三氯蔗糖的水环境分布特征 作为食品添加剂,三氯蔗糖对人体健康危害的评估和研究未充分考量其对环境的不利影响,忽视了三氯蔗糖的大量消耗可能导致的环境问题,忽略了其直接或间接对人类健康形成的危害.作为食物添加剂,三氯蔗糖不为人体代谢所吸收,绝大部分通过人类排泄进入到生活污水系统中。粗略估计全球每年约有10 000 t三氯蔗糖排放进入环境中,大部分通过污水收集及处理系统后进入水环境中。 2008年Brorström-Lundèn等受瑞典EPA委托展开了污水厂及相关联水体中三氯蔗糖的污染筛查,首次报道了污水厂和水环境中检出微量三氯蔗糖.瑞典25个污水处理厂出水中ρ(三氯蔗糖)检出范围为1.8~10.8 μg/L (检出率为100%),出水与未处理原水ρ(三氯蔗糖)差距小于10%,主要原因在于污水处理工艺对三氯蔗糖几乎没有降解作用,生物污泥对三氯蔗糖的吸附积累作用也不明显;污水厂受纳地表水中检出ρ(三氯蔗糖)均低于3.6 μg/L,与污水厂出水相比有大幅度降低,主要是稀释、扩散等作用减缓了其对水体的污染。 自2008年至今,世界各地纷纷报道了人工甜味剂排入污水处理系统及其在相关水环境中的污染情况。Loos等分析了欧洲27个国家120个以河流为主的地表水体,发现ρ(三氯蔗糖)高达1 μg/L,总检出率为50%;相较之下美国在其淡水及海岸水环境中检出三氯蔗糖的情况更为普遍,检出值高达10 μg/L,高检出率及高质量浓度水平与其使用时间长、每年使用量巨大直接相关.我国于1999年通过三氯蔗糖的使用,尽管市场开放比欧盟(2005年)早6 a,但源头污水厂及相关受纳水体中ρ(三氯蔗糖)均低于欧盟各国检出值.主要原因在于国内对人工甜味剂这类新兴污染物的关注度不高,有关三氯蔗糖的污染数据相对匮乏. GAN等于2011年在天津区域展开了系列研究,发现该市市政污水厂中ρ(三氯蔗糖)约为1.5~2.1 μg/L,接纳水体中为0.18~0.35 μg/L,自来水厂出水中为0.12 μg/L.由于我国已经成为三氯蔗糖的第二大生产基地,加之人口众多,消耗及排放量大,理论上应存在一定水平的环境污染,因此在国内开展相对广泛的流域调查对于准确了解污染情况、应对潜在危害具有重要意义。 3 水处理过程中三氯蔗糖降解及转化 三氯蔗糖在以生物处理为主的污水系统中的去除率仅为5%~20%,大部分随出水排入接纳水体中。三氯蔗糖在水环境中的代谢非常缓慢,半衰期长达数年,生物积累指数相对较低。由于三氯蔗糖溶解度较高,在持续排放导致入流浓度增长指数高于其环境降解速率的条件下,污染物不可避免地在水相中产生浓度累积效应。随着时间的延长,在无人为干涉的条件下,水相浓度递增的累积速度将导致三氯蔗糖污染水平的持续增长。在相当长的时间后,人们可能面临饮用甜味水或者混合甜味水的问题.水处理过程中三氯蔗糖的存在水平及转化过程决定了其在制水终端饮用水中的浓度水平,也是减少三氯蔗糖环境污染的关键步骤。 3.1 三氯蔗糖在水社会循环中的迁移及转化行为 除生产企业排放外,三氯蔗糖经城市污水处理厂出水进入地表水体,穿透给水处理工艺,最终可能出现在配水系统中。三氯蔗糖在经历涵盖污水和给水处理,以及水环境容纳的整治(制)水循环过程中,会发生生物降解、水解、氧化还原降解、吸附等环境及转化行为.在自然水体中,三氯蔗糖的水解行为主要发生在温度升高、酸碱性改变的条件下,糖苷键断裂产生2种氯化糖(1, 6-dichloro-1, 6-dideoxy-D-fructose和4-chloro-4-deoxy-D-galactose)。环境中存在三氯蔗糖的生物降解过程,但在河流和湖水等环境中,生物降解速率非常慢,也许可通过一定共降解过程提高其生物降解效果及速率。污水处理工艺中,具备后臭氧及砂滤等深度处理的市政污水厂对初始ρ(三氯蔗糖)为3 μg/L去除率仅为31%。在不具备高级处理工艺的污水处理过程中,三氯蔗糖的转化率更低,通常不超过20%[58,62,64].在净水过程中,三氯蔗糖的降解效果与处理工艺组成相关。Scheurer等选取了具备多重处理工艺的饮用水厂对三氯蔗糖的减量效果进行了模拟和现场考察,模拟试验中三氯蔗糖经河床滤层或人工地下回灌后无明显变化,未发生生物降解作用;混凝及絮凝过程对其无明显作用,臭氧氧化过程对其去除率小于20%;活性炭滤层吸附可去除部分三氯蔗糖; 氯对三氯蔗糖无作用。 3.2 三氯蔗糖有效控制技术 饮用水深度处理技术,如臭氧、UV/H2O2和UV/过硫酸盐(PDS)等,均可有效降解三氯蔗糖.臭氧对三氯蔗糖的降解效果与投加量有关,投加量较小的模拟试验中三氯蔗糖去除率<31%,降解速率常数为(4.5±1)×10-3mol-1min-1;过量臭氧在1 min之内即可将三氯蔗糖(10 mg/L)完全去除,降解速率常数为1.2×10-2~7.5 min-1(pH为4~10);臭氧化系统中可产生羟基自由基,与臭氧共同作用降解三氯蔗糖,碳酸盐和腐殖酸可明显影响降解速率和去除效果,这2类物质也是导致饮用水处理系统臭氧段对三氯蔗糖降解效果不佳的主要原因。产生羟基自由基和硫酸根自由基的高级氧化工艺可快速降解三氯蔗糖,降解速率常数分别为(1.5±0.01)×109和(1.7±0.1)×108s-1[47]。与臭氧化过程不同,羟基自由基和硫酸根自由基可实现三氯蔗糖的完全矿化,在UV/H2O2和UV/PDS系统中,矿化速率可达0.018~0.029(pH为3~7)和0.024~0.033 min-1(pH为11~3);硝酸盐和亚硝酸盐对以上2个系统降解三氯蔗糖具有很强的抑制效果,当亚硝酸根离子超过46 mg/L时,矿化速率迅速降至0.000 5 min-1.与UV/ H2O2相比,相同条件下UV/PDS降解效率高约20%。 充足的臭氧可将三氯蔗糖彻底分解为小分子醛、羧酸,臭氧不足条件下可产生各种含氯有机物,其中C6H11O5Cl是主要产物,为臭氧和羟基自由基的共同作用的结果。以产生羟基自由基为主的高级氧化工艺中,三氯蔗糖的降解过程主要为糖苷键的断裂和羟基自由基的取代,三氯蔗糖经过脱氯作用后生成与蔗糖类似的碳水化合物。Sang等采用UV/TiO2光降解三氯蔗糖,初步分析主要产物为1, 6-dichloro-1, 6-dideoxyfructose〔C6H10O4Cl2,m/z(216)〕另有3种具有比源物质分子量更高的特征质荷比〔m/z(411)、m/z(447)和m/z(457)〕,说明可能存在分子的氧化及重组,形成了分子质量更高的新物质.此外,通过生物毒性试验发现降解产物的急毒性明显升高. XU等[46]对UV/PDS工艺中三氯蔗糖的降解产物进行了分析,三氯蔗糖的裂解为基于果糖(Fructose)和糖苷(Glycoside)结构的两部分,液质分析碎片为C6H10O4Cl2Na〔m/z(239.2)〕, 为果糖结构部分,C5H11O4ClNa〔m/z(192.9)〕为糖苷的脱羟甲基产物, 进一步的降解产物还有C3H6O4Na〔m/z(129.2)〕,为三氯蔗糖的脱氯产物.三氯蔗糖断裂位置与氧化反应机理和状态有关,氧化产物的定性及生成途径仍需进一步研究。 总之,污水及给水处理中以自由基为主要功能因子的高级氧化处理工艺,为水中三氯蔗糖的降解提供了相对有效的控制途径,但此类工艺的应用受到诸多因素的制约,另外水中共存有机物对自由基的优势竞争也将削弱目标污染物的针对性控制。此外,三氯蔗糖在高级氧化工艺中的降解产物及其毒性仍不明确,降解产物本身及在消毒过程中的转化可能对供水安全性造成一定的影响,水环境中三氯蔗糖的控制及转化等问题仍需进一步的研究。 4 结论 a) 有关新兴污染物人工甜味剂三氯蔗糖的污染及控制研究仍处于初步探索阶段,以水环境污染调查为主,少数课题组探讨了典型污水、给水处理系统以及高级氧化工艺对三氯蔗糖的控制效果和降解机理,涵盖工艺有限,数据资料仍显匮乏。 b) 三氯蔗糖在水环境中普遍检出,并以相对较高的浓度进入饮水处理系统,其可能引发的安全风险不容忽视。 c) 后续研究可关注以下三方面:①三氯蔗糖的高甜特征及其在水环境中的累积是否会导致饮用水的不良口感,如何确定感官指标不适度转变的阈值。 ②在具有预氧化或氧化深度处理的净水工艺中,揭示三氯蔗糖不同程度的脱氯产物及其毒理学信息。 ③三氯蔗糖不与氯等反应,但其氧化产物可能与氯反应产生各类消毒副产物,探索转化产物及其产生路径等关键性问题。